隨著AI時(shí)代的到來(lái)，芯片作為其發(fā)展的基石，推動(dòng)AI發(fā)展的同時(shí)，也在AI的帶動(dòng)下迎來(lái)快速增長(zhǎng)。Arm與AI正形成一種相互促進(jìn)的加速關(guān)系。

在本月舉行的Computex2025上，Arm預(yù)計(jì)在2025年，出貨到頭部超大規(guī)模云服務(wù)提供商的算力中，有近50%是基于Arm架構(gòu)。

另外，Arm也預(yù)估在PC與平板市場(chǎng)，2025年Arm架構(gòu)將占整體出貨量的40%。

通常，一個(gè)新架構(gòu)要獲得市場(chǎng)認(rèn)可往往需要較長(zhǎng)時(shí)間，Arm取得這樣的成績(jī)花費(fèi)的時(shí)間明顯更短，Arm是如何在更短時(shí)間內(nèi)取得如此成績(jī)？

構(gòu)建AI系統(tǒng)的三個(gè)關(guān)鍵要素

“AI 正以前所未有的速度改變一切?！盇rm高級(jí)副總裁兼終端事業(yè)部總經(jīng)理Chris Bergey說(shuō)，“在接下來(lái)的一到三年內(nèi)，我們很快就會(huì)迎來(lái)這樣的轉(zhuǎn)變：當(dāng)這些設(shè)備處于自主模式運(yùn)行時(shí)，其表現(xiàn)將能夠媲美人類操作?！?/p>

Arm高級(jí)副總裁兼終端事業(yè)部總經(jīng)理Chris Bergey

這就需要構(gòu)建一個(gè)完善的AI系統(tǒng)，Chris Bergey表示構(gòu)建AI系統(tǒng)有三個(gè)關(guān)鍵要素：

首先，從云端到邊緣打造一個(gè)無(wú)處不在的平臺(tái)將具有極大的價(jià)值。很多時(shí)候AI在端側(cè)運(yùn)行，但某些情況下，又希望能夠?qū)⒐ぷ髫?fù)載轉(zhuǎn)移到云端。擁有一個(gè)高可移植的平臺(tái)，對(duì)于推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)及產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)，以及為現(xiàn)有產(chǎn)品增加新功能，非常有價(jià)值。

其次，是電力和每瓦性能。數(shù)據(jù)中心的能耗從兆瓦級(jí) (MW) 躍升至吉瓦 (GW) 級(jí)，其中超過(guò) 50% 實(shí)際上來(lái)自于機(jī)架和半導(dǎo)體設(shè)備。由于AI需要海量的計(jì)算能力，這意味著“每瓦性能”可能是最關(guān)鍵的衡量指標(biāo)。

還有，軟件同樣至關(guān)重要。AI發(fā)展的速度非?？欤@讓AI 軟件開(kāi)發(fā)非常具有挑戰(zhàn)性。如果沒(méi)有成熟的軟件及其生態(tài)系統(tǒng)，要跟上所有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各種 AI 框架，將會(huì)是一項(xiàng)非常繁重且具有挑戰(zhàn)性的工作。

Arm已經(jīng)在軟件方面進(jìn)行了大量投資，去年COMPUTEX，Arm發(fā)布了Arm Kleidi軟件庫(kù)，目標(biāo)是讓開(kāi)發(fā)者能在各種AI模型與工作負(fù)載上，包括音頻、圖像、文字或視頻，都能實(shí)時(shí)獲得最佳的性能表現(xiàn)。

Kleidi推出后的一年內(nèi)，已整合至多個(gè)主流AI框架中，包括 ExecuTorch、PyTorch、Angel、llama.cpp、MediaPipe、MNN以及ONNX Runtime。

截至目前，Kleidi已在搭載Arm架構(gòu)的設(shè)備上安裝量累計(jì)超過(guò)80億次，且仍在持續(xù)增長(zhǎng)中。 

Arm CPU更適配AI訓(xùn)練和推理

Arm之所以能乘上AI的東風(fēng)，關(guān)鍵原因就是Arm架構(gòu)的產(chǎn)品能夠充分滿足構(gòu)建AI系統(tǒng)的三大要素。

在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，Arm已經(jīng)深耕了十多年。全球最大的云服務(wù)提供商亞馬遜云科技 (AWS)就對(duì)Arm服務(wù)器CPU的發(fā)展至關(guān)重要。

AWS去年秋季分享，他們有相當(dāng)一部分自身的工作負(fù)載運(yùn)行在基于Arm架構(gòu)的AWS Graviton 處理器上。

在AWS完成自身工作負(fù)載遷移至Arm平臺(tái)后，第三方工作負(fù)載也紛紛轉(zhuǎn)向Arm平臺(tái)，這為頭部云服務(wù)提供商帶來(lái)了超過(guò)40%的能效提升。AWS也曾分享，其超過(guò)90%的重要客戶（不包括Amazon）也在使用Arm的架構(gòu)。

這意味著，過(guò)去兩年AWS新部署的CPU算力中，有超過(guò)50%是基于Arm技術(shù)的Graviton。

除了AWS，英偉達(dá)也積極采用Arm架構(gòu)，比如，NVIDIA Grace Blackwell 和Vera Rubin 以及許多云服務(wù)提供商的自研加速器。

“這些加速器無(wú)論是用于訓(xùn)練還是推理，通常都會(huì)與 Arm 處理器配合使用，因?yàn)樵谛玖＃–hiplet）層級(jí)，它們之間可以實(shí)現(xiàn)緊密耦合，從而帶來(lái)卓越的計(jì)算密度、I/O 密度和帶寬表現(xiàn)。”Chris Bergey指出，這儼然成為一種趨勢(shì)——NVIDIA及云服務(wù)提供商都在基于 Arm 架構(gòu)運(yùn)行AI。

“基于這樣的發(fā)展勢(shì)頭，我們預(yù)計(jì) Arm 架構(gòu)將占據(jù)半數(shù) 2025 年出貨到頭部云服務(wù)提供商的算力，這將是一個(gè)巨大的成就。”Chris Bergey同時(shí)表示，云計(jì)算推動(dòng)了這一增長(zhǎng)，如今 AI 計(jì)算也成為強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)力。數(shù)據(jù)中心的未來(lái)將是Arm計(jì)算與加速器的緊密耦合。

Chris Bergey也明確指出，Arm目前重點(diǎn)關(guān)注邊緣側(cè)GPU，尚未有投入數(shù)據(jù)中心中GPU的計(jì)劃。

Arm架構(gòu)PC和平板市場(chǎng)增速驚人 

在云端訓(xùn)練和推理使用Arm的產(chǎn)品的同時(shí)，英偉達(dá)也將數(shù)據(jù)中心級(jí)別的計(jì)算能力帶到了桌面級(jí)產(chǎn)品。

今年推出的NVIDIA DGX Spark，搭載了10個(gè)Arm Cortex-X925核心和10個(gè)Cortex-A725 核心，并配備了可實(shí)現(xiàn)高達(dá)1PetaFLOPs（即每秒 10^15 次浮點(diǎn)運(yùn)算）AI性能的GPU。

“Cortex-X925具備業(yè)內(nèi)最高水平的IPC性能。這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)镮PC（每時(shí)鐘周期指令數(shù)）與頻率的乘積決定了整個(gè)平臺(tái)的性能。相較于單純依賴提高頻率來(lái)提升性能，提升 IPC 可以更高效地實(shí)現(xiàn)性能的增強(qiáng)，同時(shí)顯著改善能耗表現(xiàn)?！盋hris Bergey指出。

雷峰網(wǎng)(公眾號(hào)：雷峰網(wǎng))了解到，今年晚些時(shí)候Arm會(huì)推出新的Armv9 旗艦CPU（代號(hào)Travis）。屆時(shí)，在當(dāng)前業(yè)內(nèi)IPC性能最強(qiáng)的Arm處理器基礎(chǔ)上，再次實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的IPC性能提升。

CPU的性能對(duì)于端側(cè)AI的普及非常重要，開(kāi)發(fā)者在進(jìn)行AI開(kāi)發(fā)時(shí)，會(huì)根據(jù)具體需求來(lái)決定是在CPU、GPU還是NPU上運(yùn)行。大多數(shù)第三方應(yīng)用是在CPU上進(jìn)行AI開(kāi)發(fā)，有70%會(huì)始終運(yùn)行在CPU上，當(dāng)然AI在不斷演進(jìn)，異構(gòu)計(jì)算是未來(lái)發(fā)展的方向。

Arm長(zhǎng)久的合作伙伴聯(lián)發(fā)科技，也在近期推出的 Kompanio Ultra SoC，更進(jìn)一步提升了 Chromebook 市場(chǎng)的水平，讓新一代 Chromebook Plus 設(shè)備具備先進(jìn)AI與多媒體能力。

“我們對(duì)在PC和平板領(lǐng)域，這些過(guò)去由x86主導(dǎo)的市場(chǎng)所取得的進(jìn)展也感到滿意。Arm架構(gòu)在PC與平板市場(chǎng)的需求大幅成長(zhǎng)，預(yù)估在2025年將占整體出貨量的40%以上?！盋hris Bergey指出，

Arm 的真正優(yōu)勢(shì)在于在全球范圍內(nèi)有超過(guò)2,200萬(wàn)名的軟件開(kāi)發(fā)者。幾乎所有重要的軟件開(kāi)發(fā)不僅能在Arm架構(gòu)上運(yùn)行，而且都針對(duì)Arm架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。再加上Arm架構(gòu)本身的設(shè)計(jì)及商業(yè)模式，開(kāi)發(fā)者僅需一次開(kāi)發(fā)，就能在整個(gè)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中眾多采用Arm CPU 的SoC上運(yùn)行。

長(zhǎng)久以來(lái)，Arm在手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、汽車市場(chǎng)都具備絕對(duì)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。服務(wù)器、PC和平板并不是Arm的優(yōu)勢(shì)所在，然而隨著AI時(shí)代的到來(lái)，Arm成為了推動(dòng)AI普及的重要計(jì)算架構(gòu)，同時(shí)，AI也正成為推動(dòng)Arm業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的重要力量。

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